疫情背景下铁路旅客安全出行路径规划方法

为降低疫情期间旅客出行感染风险,助力科学精准的疫情防控,提出考虑实时区域感染风险的铁路旅客安全出行路径动态规划方法。首先,基于概率风险理论,将区域感染风险定义为区域疫情爆发概率和疫情影响程度的函数,考虑旅客交流强度、区域人口及流动性,评估区域感染风险;其次,综合考虑区域感染风险、旅行时间与旅行费用,运用Logit模型得到广义出行成本,将路网相邻服务节点间的广义成本作为网络边的权值,进而构建考虑旅行感染风险的铁路出行服务网络;最后,基于疫情背景下旅客出行需求与出行路径决策原则,建立以广义出行成本最低为目标的铁路旅客安全出行路径规划模型,并运用Dijkstra算法求解。以衡水至北京的路径选择为案例,将所提方法与仅考虑旅行时间、旅行费用的路径规划方法进行对比,并分析各路径方案实际客流分担率的变化。研究结果表明：基于铁路服务网络的旅客出行数据,利用所提方法可以评估疫情感染风险,且风险评估结果与实际感染人数存在显著相关性;旅行感染风险是影响旅客选择出行路径的重要因素,造成了广义出行成本显著增加,所提方法的路径规划结果与疫情期间旅客实际出行特征基本相符。     

动态监控数据驱动的危险货物运输驾驶员风险评估

为合理评估危险货物运输驾驶员驾驶过程中的风险驾驶行为,辨别影响危险货物运输事故风险的显著因素,运用探索性因子分析与Logistic回归相结合的方法,可以避免数据多重共线性对分析结果的影响。首先基于车辆联网联控系统中记录的动态违规预警数据,利用探索性因子分析方法提取危险货物运输驾驶员高风险驾驶行为隐性因子;其次结合驾驶员事故数据,筛选与危险货物运输事故显著相关的高风险驾驶行为;最后通过建立Logistic回归模型预测驾驶员卷入危险货物运输事故的风险。结果表明,驾驶员的风险驾驶行为可归类为碰撞倾向驾驶行为、鲁莽驾驶行为、驾驶分神和驾驶疲劳4种,驾驶员具有不同的驾驶风险倾向,同时碰撞倾向驾驶行为、驾驶分神行为和驾驶疲劳状态指标是影响危险货物运输事故的显著因素,可以建立事故预测模型。研究结果为评估危险货物运输驾驶员风险提供了理论依据。     

基于条件风险价值的危险品道路运输时变路径选择

危险品运输中的风险评估是危险品运输路径选择的基础,条件风险价值模型通过变换置信水平来反映决策者的风险偏好,并能控制风险超过风险价值的部分。为研究时变条件下的路径选择问题,基于决策者不同的风险偏好,建立基于条件风险价值的危险品道路运输时变路径选择模型,以此评估各可行路径的风险,选择最优CVaR路径。结果表明:该模型能使风险评估更适合现实道路的时变特性;合理的出发时间和运输路径可以有效降低运输风险,最优CVaR及最优路径依赖于出发时间,且不同风险偏好对应不同的最优CVaR及最优路径。     

时变条件下路径既定的危险废弃物运输问题研究

为降低危险废弃物运输风险,建立既定路径下基于离散时变条件的危险废弃物运输模型。用动态规划方法求解模型。分别从静态网络和动态网络2个状态分析案例,以验证模型的有效性。计算结果表明:静态网络中采用单位时间事故频率与运输时间的乘积来衡量事故频率时,模型的目标值小于采用单位距离事故频率与运输距离的乘积来衡量事故频率时模型的目标值,采用前者衡量事故频率时,各路段的运输风险更小;动态网络下模型的目标值是不断波动的,大多数出发时间对应的模型目标值优于静态网络中模型的目标值,且存在最优的运输出发时间;同静态网络下2种方法的计算结果相比,风险分别降低39%和31.8%。     

高速公路分合流区潜在事故风险研究

为深入研究高速公路分合流区的安全性,分析其事故风险,针对多车道高速公路出入口处车辆的分、合流行为,将后侵入时间(PET)作为评价指标,分别找出分流区与合流区PET数据的分布规律,进而以50%分位值作为危险PET阈值。在此基础上,建立概率风险和速度风险等2类基于PET的潜在事故风险模型,并结合单因素方差分析法(ANOVA),对分合流区及其主要影响车道的安全性进行评价。结果表明:高速公路分合流区的PET样本均服从伽马分布,危险PET的阈值分别为1.42和2.44 s;分流区与合流区具有相同水平的安全性,驾驶员在分合流区主要影响区域的不同车道上行车承受的事故风险没有显著差别。     

静态单点多目标危险品道路运输路径优化

为控制危险品运输对环境和居民造成的影响,基于不同运输决策者的路径选择要求,建立有关静态单点多目标约束条件下危险品道路运输路径优化的多个模型。分析危险品事故率影响范围、人口暴露、环境破坏和综合后果风险,并以距离、成本及风险最小化为目标,设计运输路径优化算法,运用灰色关联分析法(GRA)选出与"绝对最优路线"关联度最大的次优路线;最后以国内某公司的苯乙烯运输为例,验证模型和算法。结果表明,模型和算法适于求解危险品运输路径的优化问题,能得到运输时间较短、成本较低、对人和环境危害较小的最优路径。     

交通信息下危险品道路运输动态路径选择研究

根据影响危险品道路运输路径选择的风险、经济及时间因素,构建了包含风险、经济及时间的广义运输时间函数.将出行者对路段的广义运行时间预测看作随机过程,对出行路径上节点到达广义时间取期望值,利用一阶近似,建立基于广义时间最短的动态路径选择模型.研究表明,在交通信息可获知条件下,只要给定起讫点对(Origin-Destination,简称OD)中起点的出发时间,就可通过基于广义时间最短的动态路径选择模型求解通过某一路径到达终点的期望时间,而最小期望时间所对应路径即是危险品道路运输动态最短路径.     

基于点危险源的危险品运输路径优化研究

为合理选择危险品运输路径,降低危险品运输事故造成的损失,使道路危险品运输风险评价更符合实际情况,建立点危险源风险评价模型。模型综合考虑了运输时间和季节情况影响因子,在准确估算危险品泄漏事故毒害区域面积和后果损失的基础上,结合传统风险评价模型与最大最小模型进行求解。最后通过算例分析,检验该模型的实际运用,通过与传统求和方式所得的最优运输路径的对比,反映2种方式所求得的最优运输路径并不相同,同时也表明,用所建模型求得的运输路径风险值有更高的精确性。计算结果表明:该模型求得的某条运输路径的风险值等于该路径上风险值最大的路段的风险值,而不是该路径上所有路段的风险值之和。     

基于机器学习的公交驾驶员事故风险识别及影响因素研究

为从公交驾驶员群体中识别出易发生事故的风险公交驾驶员，结合某市公交公司营运安全管理系统数据库、百度应用程序接口(API)及网络爬取技术，并应用K近邻算法补充缺失值，获取42条线路及1 893名驾驶员的数据；基于驾驶员、车辆、线路特征、违规行为、事故、管理等基本特征变量构造派生变量；采用包括递归特征消除、有惩罚项的逻辑回归、随机森林的集成方法选择特征；采用极致梯度提升(XGBoost)等6种机器方法分别建立分类模型，并采用贝叶斯方法优化超参数。结果表明：在构建的6个分类模型中，XGBoost方法构建的模型其受试者工作特征(ROC)曲线下的面积(AUC)评估结果最佳；运用贝叶斯方法优化模型，可以在一定程度上提升ROC的AUC指标；对于风险公交驾驶员预测准确率达到98.66%,运营单位还可以根据自身情况权衡虚报率与命中率代价。此外，车辆服役时间、违规次数等特征对于事故风险具有明显的非线性影响。     

基于城区行人安全的无人机运行风险评估

为保证无人机(UAV)在城市区域安全运行,建立基于城区行人安全的UAV运行风险评估模型。首先,分析UAV在城区运行时对行人造成的威胁,进行风险建模;其次,引入风险衡量标准,建立风险成本计算指标;然后,生成UAV城区运行风险地图;最后,以基于风险规避的UAV路径规划为应用场景,求解UAV在城区中的飞行任务路径。结果表明:不同区域的风险成本区别明显,风险程度与人群密度、环境遮蔽效果有关;与传统的距离最短路径规划方法相比,考虑运行风险的路径规划方法能够使UAV的飞行路径避开危险程度较高的区域,提高UAV在城区运行的安全性。     

基于概率分析的应急交通救援需求预测模型

在开展应急救援需求特征分析的基础上,将需求分布问题归为管控条件下的运输优化问题,借鉴运筹学思想,建立基于运输问题的应急救援需求分布模型。其次,引入应急期限要求、通行能力约束、路径阻抗动态时变等影响因素,对运输问题模型进行改进。为便于求解,进一步将模型转化为基于概率分析的救援需求分阶段优化模型,该模型将车辆出行时间视为服从正态分布的随机变量,利用出行时间方差的调整反映不同阶段路径阻抗的变化,能够在满足救援响应时间的前提下,解得运输成本最小的需求矩阵。案例研究证明这个模型能够满足应急期限要求并刻画路径阻抗的动态时变特征,达到了预期效果。     

山区二级公路运营期常态交通风险评价

为客观准确地评价山区二级公路常态交通风险,将风险源分为动态风险源和静态风险源.首先,基于白化权函数的综合评价法建立事故后果模型,基于历史事故数据建立事故概率模型,以评价静态风险;其次,结合白化权函数和层次分析法(AHP)建立事故后果模型,采用有序Logit模型建立事故概率模型,以评价动态风险;最后综合动静态风险结果评价...     

城市道路危险货物运输风险评估

针对城市道路环境复杂、事故区域的暴露人口众多等难题,为客观评价城市道路危险货物的运输风险,建立基于事故概率与事故后果的综合风险评价模型。探讨城市道路危险货物运输过程及危险货物特性,得到风险因素;依据风险源分析,建立基于有序Logit模型的事故概率模型与基于菱形标签的事故后果评价模型,获取运输路线中各路段的综合风险等级;利用距离加权法计算危险货物运输路线的风险值。结果表明:运输路线的风险评估结果可为采取预防和控制措施提供依据,降低城市道路危险货物运输事故发生的概率及事故所造成的损失。     

基于驾驶员指标的驾驶员风险感知水平评价

为准确评价驾驶员风险感知水平,获取不同交通流状态、不同交叉口几何特性、不同干扰情况下驾驶员反应数据、心电生理数据、眼动数据以及行驶过程中车辆性能数据、车辆行为数据、与其他车辆交互情况等,从驾驶员生理、物理指标2个方面分析风险评价指标,在风险感知量化、情景提取和行为分析基础上建立评价指标体系;运用隐马尔可夫模型(HMM)预测驾驶员风险感知量化值,并分析不同风险感知量化值下的驾驶行为参数,得到风险感知量化值的观察序列,进而验证模型有效性。结果表明:用该模型预测驾驶员风险感知量化值能达到85%以上的准确率。     

危化品道路运输事故风险因子影响关系研究

为研究危险化学品道路运输风险影响因素,探究其事故发生机理,本文在改进前人模型的基础上,首先,利用贝叶斯网络,对我国2017-2021年发生的1 348起危化品道路运输事故进行参数学习,得到改进的危化品道路运输风险预测模型;然后,用2022年1月发生的20起事故案例,进行情境模拟以验证该预测模型的有效性;最后,利用该模型对危化品道路运输事故风险因子之间的影响关系进行推理分析,结果表明：该模型预测结果准确率均达到70%以上,该模型有效;因果推理结果表明,驾驶员操作不当易造成侧翻事故,驾驶员疲劳驾驶更可能导致碰撞、侧翻事故,以及驾驶员操作不当是泄漏事故发生的主要原因;敏感性分析结果表明,影响驾驶员行为最主要的因素是天气,影响事故后果最主要的因素是物质类别。     

正面碰撞事故中大客车乘员损伤影响因素分析

为研究乘客在大客车正面碰撞事故中的损伤机理,建立某全承载大客车有限元模型,并通过试验验证有限元模型的仿真精度。基于验证模型对不同碰撞速度条件下大客车车身结构力学响应、生存空间、座椅固定件强度、乘员运动响应和损伤等进行综合分析及评价。结果表明:高速碰撞条件下,驾驶员生存空间容易被侵入,座椅固定件强度存在失效的风险;乘员头部、颈部和胸部的损伤值受碰撞速度、安全带类型和乘员位置影响较大;三点式安全带保护效果明显优于两点式安全带。     

地铁运营突发事故风险传播规律研究

为了研究运营过程中突发事故风险在地铁路网中的传播规律,通过分析、推演突发事故风险沿单线路及换乘站的传播路径,建立了地铁运营突发事故风险传播模型。应用模型进行实例计算和讨论,研究结果表明:对于单线路运营,突发事故造成的停车数量增长速度会随着线路占用率的增大而加快,事故持续时间与停运列车数量呈正相关线性关系,列车追踪时间与停运列车数量呈逆相关线性关系;对于换乘站,突发事故会造成换乘线路列车在换乘站平均延误11.7 s,换乘站站台拥挤度随事故时间的延续而持续增大。     

基于风险分布公平性的公路危险品运输全局路径优化研究

首先,通过计算危险品运输事故各种后果产生的概率及其相应经济损失价值,建立了基于各种损失价值的定量运输风险评价模型;其次,通过对各路段施加统一的危险品总容量限制以确保风险分布的公平性,建立了加权最小运输成本和最小运输风险的双目标全局路径优化模型;再次,将基尼系数和方差系数作为基于路段的风险分布公平性的衡量指标以进行路径方案比选,并进行了适用性分析。算例分析表明:一方面,通过有规律地改变2个优化目标的权重,可以得到路径优化模型的所有帕累托最优解的集合;另一方面,通过恰当设定路段危险品总容量限制,以及对2个优化目标选择合适的权重值并进行全局路径优化,可以使所得到的最终路径方案的社会总成本大幅降低,并在一定程度上保证路段风险分布的公平性。     

突发事件下多路径行人通行行为模型

为研究突发事件下人员密集场所中行人通行行为,提出一个2层网络模型模拟人员密集场所多条路径的情景,模型设置密集层和稀疏层,其中稀疏层通行成本较低,用以模拟实际中通行时间较短的路径,密集层通行成本较高,模拟实际通行时间较长的路径。研究表明:系统临界容量随着智能体增加而增加,对稀疏层智能体数量的敏感性更高,且更多的行人倾向于选择稀疏层通行;突发事件的发生将导致系统临界容量的降低,同时在稀疏层发生的中断和降级事故更容易引起整体拥堵;将进入人员密集场所的人数控制在临界值以下,并尽量避免较短路径发生事故,能够在一定程度上避免拥堵的发生。     

道路交通事故与驾驶员群体心理品质关联模型构建

构建驾驶员心理品质与道路交通事故之间的关联模型,以准确反映机动车驾驶员的心理品质和安全驾驶的关系。依据事故倾向性理论,采用对照研究方法,随机选取253名事故驾驶员和254名优秀驾驶员,用艾森克人格问卷(EPQ)和卡特尔16种人格因素问卷(16PF)进行调查。比较2组驾驶员群体的气质类型和人格特征,通过因子分析计算驾驶员心理品质的综合得分。将所有驾驶员系统聚类,建立参照模型,区分驾驶员的不同类型。结果表明,驾驶员的心理品质直接制约驾驶行为,事故驾驶员和优秀驾驶员之间在心理品质上有显著差异,事故倾向性驾驶员筛查有可操作性。